3醫(yī)學(xué)免疫學(xué)概論

1、免 疫 學(xué) 概 論武漢大學(xué)醫(yī)學(xué)院免疫系 劉君炎免疫的概念及功能免疫（Immunity）概念：機(jī)體識別“自己”和“非己”，排除抗原性異物，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的一種生物功能。大多數(shù)情況下對機(jī)體有利，但在一定條件下也可造成對機(jī)體的損害。免疫學(xué)（Immunology）:是研究免疫系統(tǒng)的組成、功能、免疫應(yīng)答機(jī)制及免疫相關(guān)疾病為主的獨(dú)立學(xué)科。免疫的功能與表現(xiàn) （概括為四個(gè)方面）： 免疫防御（正常與異常表現(xiàn)） 免疫監(jiān)視（正常與異常表現(xiàn)） 免疫耐受（正常與異常表現(xiàn)） 免疫調(diào)節(jié)（正常與異常表現(xiàn)） 免疫的功能由免疫系統(tǒng)來完成免疫系統(tǒng)（Immune system）免疫系統(tǒng)是在生物種系發(fā)育進(jìn)化過程中逐步建立和完善的。

2、無脊椎動物的防御功能表現(xiàn)為吞噬細(xì)胞的吞噬和炎癥反應(yīng)；軟骨魚已有胸腺和淋巴細(xì)胞以及特異性細(xì)胞免疫應(yīng)答；鳥類具有腔上囊出現(xiàn)了B淋巴細(xì)胞，可產(chǎn)生特異性抗體；哺乳動物已能產(chǎn)生IgM、IgG和IgA，人類則可產(chǎn)生5類Ig。免疫系統(tǒng)包括免疫器官、免疫細(xì)胞、免疫分子。免疫器官和組織中樞免疫器官：是免疫細(xì)胞發(fā)生、分化、選擇及成熟的場所。胸腺（thymus）：由胚胎期第III、IV對咽囊的內(nèi)胚層分化而來，出生時(shí)重約1015g，青春期后開始緩慢退化，老年期胸腺組織大部分被脂肪組織取代，但仍殘留一定功能。 （一） 胸腺結(jié)構(gòu)：分左右兩葉，表面有由結(jié)締 組織形成的被膜，伸入胸腺實(shí)質(zhì)形成許多小梁，將胸腺實(shí)質(zhì)分隔成若于小葉

3、。 胸腺實(shí)質(zhì)的外層為皮質(zhì)區(qū)，可分為淺皮質(zhì)區(qū)和深皮質(zhì)區(qū)兩部分。深部為髓質(zhì)區(qū)。皮質(zhì)區(qū)聚集有大量不成熟的，形態(tài)較大的T細(xì)胞（胸腺細(xì)胞），也存在一定量的上皮細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞和M等基質(zhì)細(xì)胞。髓質(zhì)區(qū)含有較多的上皮細(xì)胞，較少的淋巴細(xì)胞（較成熟的）、樹突狀細(xì)胞和M 。尚存有胸腺小體。胸腺細(xì)胞：骨髓來源的前T細(xì)胞進(jìn)入胸腺后稱胸腺細(xì)胞。分為DN（CD4-、CD8-）、DP（ CD4、CD8+ ）、SP（ CD4+或CD8+ ）T細(xì)胞。 胸腺基質(zhì)細(xì)胞：由胸腺上皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、胸腺樹突狀細(xì)胞構(gòu)成，以上皮細(xì)胞為主。 胸腺基質(zhì)細(xì)胞相互連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，起到支架作用；攜帶大量表面分子及分泌多種胸腺素及細(xì)胞因子。 胸腺微環(huán)境

4、：主要由胸腺基質(zhì)細(xì)胞及其產(chǎn)生的胸腺激素和細(xì)胞因子組成。 （二）胸腺細(xì)胞的組成和胸腺微環(huán)境胸腺基質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成網(wǎng)狀支架，為胸腺細(xì)胞提供最大接觸面積，使胸腺細(xì)胞能與基質(zhì)細(xì)胞表面的MHC分子和自身抗原充分接觸，完成陽性及陰性選擇，并在胸腺素和細(xì)胞因子參與下發(fā)育成熟。胸素激素 為一類小分子蛋白質(zhì)或多肽，包括胸腺素、促胸腺生成素、淋巴細(xì)胞刺激因子，胸腺血清因子、胸腺抑素等多種物質(zhì)，確切生物功能尚不十分清楚。胸腺素：. 主要來源于胸腺，脾臟、淋巴結(jié)、扁桃體、肺、腦、腎也可分泌。主要功能促進(jìn)T細(xì)胞分泌IL-2、MIF、TNF- 等，可活化脾臟生發(fā)中心，提高慢性病毒性肝炎患者體內(nèi)CD4+T細(xì)胞絕對數(shù)。：促進(jìn)胸腺細(xì)

5、胞生長和分化，誘導(dǎo)TDTH活性，抑制M移動。胸腺的功能：TC分化成熟的主要場所 建立自身耐受和維持免疫自穩(wěn) （ 胸腺外的T細(xì)胞發(fā)育場所：肝臟、小腸上皮淋巴細(xì)胞）骨髓（bone marrow） 是人和其他哺乳動物的造血器官， 也是各種免疫細(xì)胞的發(fā)源地；是B細(xì)胞成熟的場所；也是產(chǎn)生抗體的重要部分之一。 骨髓外B細(xì)胞發(fā)育的場所：胚肝、腸相關(guān)淋巴組織。外周免疫器官：成熟淋巴細(xì)胞定居的場所，發(fā)生免疫應(yīng)答的部位之一。外周免疫器官包括淋巴結(jié)、脾臟和粘膜相關(guān)淋巴組織。淋巴結(jié)：結(jié)構(gòu)： 功能：免疫細(xì)胞的居留場所；發(fā)生初始免疫應(yīng)答的場所；參與淋巴細(xì)胞再循環(huán)；過濾作用。脾臟： 結(jié)構(gòu)：功能：免疫細(xì)胞居住的場所；血液的主

6、要濾器；合成Tuftsin、干擾素、補(bǔ)體、細(xì)胞因子等免疫性物質(zhì)的重要場所。 粘膜免疫系統(tǒng)（mucosal immune system, MIS）也稱粘膜相關(guān)的淋巴組織。組 成：有結(jié)構(gòu)的組織粘膜濾泡和彌散淋巴組織粘膜濾泡：小腸的集合淋巴結(jié)、闌尾、泌尿生殖道、呼吸道、扁桃體均有淋巴濾泡。 粘膜濾泡主要三個(gè)部分組成： 膜細(xì)胞（M細(xì)胞）：為一種扁平的上皮細(xì)胞。屬于一種活化的吞噬細(xì)胞，無MHC-II類分子，故不屬于抗原遞呈細(xì)胞。 APC：主要包括樹突狀細(xì)胞、M 、BC高表達(dá)MHC-II類分子，具有較強(qiáng)的抗原遞呈能力。 濾泡：粘膜濾泡的中心為B細(xì)胞富含區(qū)，其中的B細(xì)胞有40%左右表達(dá)SmIgA，是粘膜分泌

7、型IgA的主要來源。彌散淋巴組織：包括上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞，固有層淋巴細(xì)胞，固有層的其他免疫細(xì)胞或免疫相關(guān)細(xì)胞粘膜免疫系統(tǒng)的功能特點(diǎn)粘膜免疫系統(tǒng)各組分共同參與局部免疫，并與整個(gè)機(jī)體免疫系統(tǒng)緊密聯(lián)系?？诜乖閷?dǎo)的免疫耐受。 皮膚相關(guān)淋巴組織皮膚免疫系統(tǒng) 皮膚表皮和真皮層存在免疫細(xì)胞。表皮中的朗罕細(xì)胞為未發(fā)育完善的樹突狀細(xì)胞，具有很強(qiáng)的吞噬能力，可攝取和處理從皮膚侵入機(jī)體的抗原，然后通過淋巴通道遷移到局部淋巴結(jié)、發(fā)育成熟為具有很強(qiáng)抗原遞呈能力的并指狀樹突細(xì)胞，將抗原提呈給TC，引發(fā)免疫應(yīng)答。真皮層血管周圍有淋巴細(xì)胞，大部分為T細(xì)胞，還有M和肥大細(xì)胞。皮膚不僅是免疫應(yīng)答的激發(fā)部位，也是免疫應(yīng)答的效應(yīng)部位

8、。淋巴細(xì)胞（Lymphocyte）T細(xì)胞（-T細(xì)胞、-T細(xì)胞）B細(xì)胞NK細(xì)胞（Natural killer cells）免疫細(xì)胞淋巴細(xì)胞再循環(huán)： 淋巴細(xì)胞不斷通過血流和淋巴液從一個(gè)外周淋巴組織到另一個(gè)淋巴組織和外周感染部位，這種淋巴細(xì)胞在不同部位的移動稱淋巴細(xì)胞再循環(huán)。外周免疫器官的淋巴細(xì)胞由輸出淋巴管胸導(dǎo)管經(jīng)上腔靜脈入血毛細(xì)血管后靜脈處穿越HEV（高內(nèi)皮小靜脈）返回外周免疫器官或組織。再循環(huán)的意義： 增多與APC接觸機(jī)會，不斷得到補(bǔ)充，與免疫記憶有關(guān)。 單核/巨噬細(xì)胞 單核細(xì)胞（monocyte）由骨髓的粒細(xì)胞一單核細(xì)胞祖細(xì)胞分化而來。單核細(xì)胞進(jìn)入組織則為巨噬細(xì)胞（macrophage）。單

9、核/巨噬細(xì)胞表面有許多表面分子、胞內(nèi)有多種酶體，具有很強(qiáng)的粘附能力。參與識別、清除病原體等抗原性異物；參與和促進(jìn)炎癥反應(yīng)；吞噬、處理、加工遞呈抗原；分泌細(xì)胞因子參與免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)。單核/巨噬細(xì)胞與樹突狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞（dendritic cell, DC）分類： 根據(jù)來源不同可分為髓系DC及淋巴樣DC。根據(jù)分布不同可分為：朗格漢斯細(xì)胞（Langerhans cells, LC）,存在于皮膚和黏膜。間質(zhì)樹突狀細(xì)胞（interstitial cells），存在于心、肺、肝、腎和胃腸道等處。并指狀樹突細(xì)胞（interdigitating dendritic cells,IDC）,存于外周淋巴器官的T

10、細(xì)胞區(qū)和胸腺的髓質(zhì)。濾泡狀樹突狀細(xì)胞（Follicalar dendritic cell, FDC），存于外周免疫器官的淋巴濾泡區(qū)。循環(huán)樹突狀細(xì)胞存于血液和淋巴液中，約占白細(xì)胞的0.1%。 以上除胸腺髓質(zhì)中的DC為林巴樣DC外，其余均屬髓系DC。LC及間質(zhì)DC屬于未成熟DC，在抗原或炎性介質(zhì)等作用刺激后，可發(fā)育為成熟DC。未成熟DC攝取抗原能力強(qiáng)，成熟DC遞呈抗原能力強(qiáng)。不同的DC各具有一定功能，但均高表達(dá)MHC-類分子及B7分子（FDC不表達(dá)MHC-類分子）。功能 攝取，加工處理和遞呈抗原，可活化初始T細(xì)胞（Naive T細(xì)胞）；分泌多種CK參與免疫應(yīng)答及免疫調(diào)節(jié)作用。粒細(xì)胞嗜中性粒細(xì)胞：胞

11、質(zhì)顆?？杀凰嵝院蛪A性染料著色，多葉核，膜表面有IgFC和補(bǔ)體受體。占外周血白細(xì)胞細(xì)胞總數(shù)6070%，主要參與急性炎癥反應(yīng)。發(fā)揮吞噬清除作用。嗜酸性粒細(xì)胞：雙葉核，胞質(zhì)顆?？杀凰嵝匀玖现?，占外周血白細(xì)胞總數(shù)的13%。有一定吞噬能力，參與防御寄生感染和一些炎癥反應(yīng)。嗜酸性粒細(xì)胞增多癥常見于過敏反應(yīng)或寄生蟲感染。嗜堿性粒細(xì)胞：單核，胞質(zhì)顆粒可被堿性染料著色，胞質(zhì)顆粒中含有生物活性物質(zhì)，參與型超敏反應(yīng)。僅占外周血白細(xì)胞總數(shù)的0.2%，無吞噬作用。肥大細(xì)胞（Mast cell）：廣泛存在各種組織（皮膚、結(jié)締組織、呼吸道、泌尿生殖道和消化道黏膜上皮組織，膜 表面有IgEFC受體，參與型超敏反應(yīng)。近年發(fā)現(xiàn)

12、肥大細(xì)胞表達(dá)MHC分子，協(xié)同刺激分子（B7），功能上可作為APC加工提呈抗原，啟動免疫應(yīng)答。還可表達(dá)CD40和CD40L，促進(jìn)T、B細(xì)胞和APC活化。還能分泌多種CK，參與免疫調(diào)節(jié)。免疫應(yīng)答的類型非特異性免疫和特異性免疫（特異性免疫又包括體液免疫和細(xì)胞免疫）非特異性免疫（non-specific immunity）又稱先天性、固有性免疫（innate immunity）或天然免疫： 概念： 特點(diǎn)： 組成：特異性免疫（specific immunity）又稱獲得性免疫（acquired immunity）、適應(yīng)性免疫（adaptive immunity）： 概念： 特點(diǎn)： 組成：非特異性免疫與特

13、異性免疫應(yīng)第的關(guān)系免疫學(xué)發(fā)展簡史 克隆選擇學(xué)說的要點(diǎn)：胚胎期即存在有針對自身抗原和外來抗原的淋巴細(xì)胞克隆，同一克隆的細(xì)胞具有單一的特異性抗原受體。由于在胚胎期淋巴細(xì)胞尚未發(fā)育成熟，與相應(yīng)抗原接觸后發(fā)生死亡。胚胎期只有自身抗原有機(jī)會與相應(yīng)的淋巴細(xì)胞接觸而致使自身反應(yīng)的淋巴細(xì)胞克隆清除，出生后只剩下針對外來抗原的淋巴細(xì)胞。 經(jīng)驗(yàn)免疫學(xué)時(shí)期 實(shí)驗(yàn)免疫學(xué)時(shí)期 現(xiàn)代免疫學(xué)時(shí)期 出生后，抗原進(jìn)入機(jī)體后，選擇性結(jié)合相應(yīng)淋巴細(xì)胞克隆，使之活化、擴(kuò)增。 具有識別自身抗原的淋巴細(xì)胞在個(gè)體發(fā)育早期與自身抗原接觸后少數(shù)未被清除者，處于抑制狀態(tài)成為禁忌細(xì)胞株。 禁忌細(xì)胞株的復(fù)活或突變可導(dǎo)致自身免疫發(fā)生?？寺∵x擇學(xué)說的意

14、義解決了適應(yīng)與選擇的問題，使免疫學(xué)的概念從抗感染免疫轉(zhuǎn)到現(xiàn)代免疫上來。 解釋了自身耐受問題 解釋了抗體生成的特異性及多樣笥問題 為單克隆抗體的研制奠定了理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)代免疫學(xué)研究與發(fā)展策略從古老的痘苗、牛痘苗直到現(xiàn)代DNA疫苗、肽疫苗的出現(xiàn)代表了免疫學(xué)發(fā)展的輝煌歷程，也展現(xiàn)了免疫學(xué)對人類健康所作出的巨大貢獻(xiàn)?，F(xiàn)代免疫學(xué)已發(fā)展成為生命科學(xué)研究的重要前沿帶頭學(xué)科和支柱學(xué)科之一?？茖W(xué)的發(fā)展為免疫學(xué)提供了更新、更廣泛的研究領(lǐng)域與課題，同時(shí)也向免疫學(xué)提出了更多的挑戰(zhàn)。加強(qiáng)與新學(xué)科的交叉和高新技術(shù)的融合是現(xiàn)代免疫應(yīng)把握的發(fā)展策略。人類基因組及后基因組工程的研究與開發(fā)將成為21世紀(jì)免疫學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)新的源泉?；蚪M信息學(xué)的出現(xiàn)又為免疫學(xué)帶來新的發(fā)展契機(jī)和新的研究手段。新的免疫學(xué)分支不斷從更高的層次出現(xiàn)，計(jì)算免疫（calculating immunity）、虛擬免疫應(yīng)答（simulating of immune response）將建立免疫細(xì)胞、免疫分子間相互作用的立體、直觀、模擬顯示，為探討抗原肽與TCR相互作用的量化、時(shí)相及空間相的關(guān)系、研究機(jī)體免疫調(diào)節(jié)分子網(wǎng)絡(luò)化關(guān)系等機(jī)制研究提出了新思路、新模式。后基因組研究將不斷發(fā)現(xiàn)免疫性疾病的相關(guān)基因，并發(fā)現(xiàn)、揭示